Не умея выполнить такую, казалось бы, несложную операцию, как пайка, выйти из ситуаций с поломкой электротехники бывает очень сложно. Но где вы видели, чтобы пайке кто-либо обучался, за исключением слушателей специальных учебных заведений? К сожалению, большинство домашних мастеров либо не умеют паять, либо делают это не совсем правильно, отчего страдает, прежде всего, качество.

В любом домашнем хозяйстве обязательно должен быть паяльник и все необходимые к нему расходные материалы. С его помощью можно решить своими силами множество проблем, причем не только с электроприборами.

Устройство паяльника

Самый стандартный паяльник имеет вид цилиндра с термоизолирующей ручкой. Рабочая часть паяльника – жало, которое чаще всего выполнено из меди. Высокую температуру, при помощи которой происходит плавление оловянного припоя, жалу передает нагревательный элемент. Данный элемент бывает спиральный либо керамический. В первом случае это намотанная на керамическую или слюдяную трубку нихромовая проволока; во втором – элемент представляет собой узкую керамическую пластину, в которой размешена спираль из очень тонкой проволоки. Керамический тип нагревательного элемента весьма нежный, поэтому, выбирая паяльник для домашнего пользования лучше остановиться на приборах с нагревателями спирального типа. Паяльники с керамическими нагревателями в принципе тоже хороши, однако они могут выйти из строя при падении или при попадании на них жидкости.

Нагревательный элемент взят в кожух, который помогает сохранить высокую температуру внутри, и способствует тому, чтобы восходящий поток горячего воздуха не обжигал руку, которая держит паяльник.

Выше была описана самая простая схема электрического паяльника. Однако существует довольно много разновидностей приборов для осуществления пайки, отличающихся как внутренне, так и внешне. Многое зависит от назначения прибора, ведь пайка микросхем и выводов кабеля – задачи весьма разные.

Технические характеристики паяльников

Один из главных параметров паяльника – мощность. Именно она, в конечном счете, определяет размеры прибора. Для пайки массивных контактов потребуется паяльник мощностью 50 и боле Ватт. Большинство же задач, возникающих в быту, могут быть решены паяльником меньшей мощности 25-40 Вт. Длина таких паяльников около 25 см, а диаметр жала не превышает 4-5 мм. Профессиональные модели паяльников могут иметь блок выбора температуры. 

Важным потребительским параметром является напряжение, на которое рассчитан паяльник. В продаже встречаются приборы на 6, 12, 36, и конечно, 220 В. Все эти паяльники, кроме последнего, могут быть использованы от сети 220 В, но для подключения они требуют понижающего трансформатора. С точки зрения безопасности, разумнее использовать низковольтные приборы, поскольку существует риск прожигания электрического шнура и его замыкание на корпус. И хотя рука держит паяльник за ручку из диэлектрика, вторая рука, которая держит пинцет или другой металлический инструмент, остается в зоне риска.

Если остановить выбор на низковольтном варианте паяльника, то предпочтение лучше отдавать 12-вольтовым приборам, поскольку в таком случае их без проблем можно будет использовать от автомобильного аккумулятора и брать с собой в дорогу.

Жало нового паяльника чаще всего уже имеет заточку. Иногда в комплекте идет несколько жал с разной конфигурацией заточки, однако встречаются паяльники с тупыми жалами. Проблем в их заточке нет – достаточно отпустить фиксирующий болтик, извлечь жало, и зажав в тиски придать его кончику нужную форму при помощи напильника.

Покупая паяльник обязательно необходимо ощутить, насколько он удобно лежит в руке. Держат паяльник либо, как писчую ручку, либо, как нож (в зависимости от размеров прибора и задач). Сегодня в продажу поступают как качественные изделия, так и не очень. Поэтому не будет лишним попросить включить паяльник в сеть, и посмотреть как быстро и до какой степени он нагревается, а также насколько хорошо термоизолирована ручка. Последняя не то чтобы должна оставаться холодной, но точно не должна создавать дискомфорт при работе.

Помимо классических электрических паяльников существуют многозадачные газовые паяльники. Они выполнены в довольно компактном корпусе и не имеют провода. При помощи этого прибора можно выполнять разные работы, требующие нагревания детали: горячая резка, расплавление, термоусадка и пайка. Газовые паяльники имеют встроенный резервуар для заправки газом. В качестве топлива используется газ для зажигалок. Одной полной заправки, как правило, хватает на 1-1,5 часа работы при температуре открытого пламени 750…1200°С.

Газовые паяльники укомплектовываются различными насадками, которые сменяются в зависимости от поставленных задач. Паяльная насадка на таком приборе способна заменить электрический паяльник мощностью 150 Вт.

Преимущества портативного газового паяльника – легкость, компактность, автономная работа, безопасность. Пример прибора – Dramel VersaTip (шесть сменных насадок в комплекте плюс бабина с припоем, пара резервуаров для охлаждения, ключи для снятия насадок, чехол). Данная модель стоит в торговых сетях до 70$.

Припой и флюс

Детали при пайке соединяются при помощи металлического припоя – сплава олова со свинцом. Пропорции этих металлов в сплаве припоя бывают разными, и от них зависит температура его плавления. Маркировка припоя выглядит следующим образом – ПОС-61, где 61 – процентное содержание олова в сплаве. Аббревиатура ПОС расшифровывается как «припой оловянно-свинцовый». Процент содержания олова в припое может изменяться плоть до 90%. Соответственно меняется и температура плавления сплава. Например, для значения 30 – это 240°С, а для 90 – 310°С. Промежуточные значения: ПОС61 – 180°С, ПОС40 – 210°С. На импортной продукции употребляется иная маркировка, характеристики которой можно найти в сопроводительной документации.

Температура плавления припоя важна для определенных задач и выбирается такой, чтобы не перегреть соединяемые детали и их составляющие. Готовый припой продается в виде цельной проволоки либо в виде трубчатой, где средина заполнена флюсом. Важно понимать, что наличие флюса в структуре припоя еще не означает, что при работе можно будет обойтись без дополнительного его использования. Большинство профессионалов применяют простые припои, предпочитая наносить флюс отдельно. Это помогает экономнее использовать материал, поскольку цельную проволоку можно выбрать более тонкую, а значит точнее дозировать припой.

С припоем все понятно, но вот как пользоваться флюсом, и зачем он вообще нужен – здесь у многих знаний недостаточно. Флюс, прежде всего, используется для защиты металла от окисления. Медь, из которой изготовлено жало паяльника, имеет свойство быстро окисляться при нагревании, а плена окислов довольно плохо проводит тепло, что в свою очередь затрудняет разогрев припоя. К тому же, припой очень плохо пристает к пленке окислов, поскольку та не является чистым металлом. Чтобы паять было удобно и легко, жало предварительно лудят при помощи того же флюса и припоя.

В качестве флюса применяют канифоль либо кислоты. Кислотные флюсы (например, ортофосфорную кислоту) применяют, в основном, при пайке стали, чугуна и прочих труднопаяимых сплавов. Кислоты можно использовать и во всех других случаях, однако следует знать, что после пайки контакты требуют тщательной очистки от кислоты, – в противном случае она может их разъесть. Работать с кислотой необходимо очень осторожно. Если горячая капля попадет на кожу то, кроме термического гарантирован еще и химический ожег.

Известная всем канифоль является очищенной сосновой серой. Это некислотный флюс, который безопасен в работе, если не делать пользоваться ей ежедневно. Однако в любом случае паять с канифолью следует в хорошо проветриваемом помещении, поскольку дым ее содержит вредные вещества. Качество канифоли бывает разным. Наиболее чистый флюс имеет меньше запаха и меньше пачкает металл. Такая канифоль имеет светло-янтарный цвет. Темные канифоли – менее чистые.

Процесс пайки

Для удобства пайки необходимо чтобы инструмент соответствовал поставленной задаче. Паяльник не должен быть слишком мощным, если припаиваются тонкие детали, поскольку его тепловой энергии может хватить не только для расплавки припоя, но и самих контактов. Перед началом работы рекомендуется подточить, очистить и залудить жало. Первые две операции производятся до включения прибора в сеть.

Необходимая вещь для пайки – подставка для паяльника. Желательно чтобы она не была слишком легкой должна и обеспечивала полную изоляцию металлических держателей от основания. Нужно чтобы инструмент было легко брать и удобно класть. Желательно укрепить на подставке две металлические коробочки – одна с припоем, вторая для флюса.

Порядок действий при спаивании деталей следующий:

•  припаиваемые детали (контакты) должны быть хорошо зачищены; 
•  после разогрева паяльника на его жало наносится флюс; 
•  покрываются флюсом и контакты, после чего на них наносится жалом слой припоя – производится лужение; 
•  на плоскую грань жала помещается проволочка припоя, пока нужное его количество не расплавится; 
•  поднося жало с припоем к месту спайки, его переворачивают так, чтобы плоская грань стала вертикально (в случае с пирамидальной заточкой припой набирается на любые грани либо прикладывается по месту пайки); 
•  перед нанесением капли припоя следует надежно зафиксировать контакты зажимом или пинцетом; 
• чтобы соединение было надежным, необходимо пару секунд прогреть место пайки, однако не пережечь его. Если припаивается тонкий провод к массивной детали, то следует достаточно прогреть эту деталь, иначе пайка держаться не будет. При пайке монтажных плат, наоборот, необходимо избегать продолжительных контактов паяльника с электропроводящими дорожками, иначе они отстанут от основания или перегорят.